大直径中深孔在桥梁爆破中的应用探讨.pdf
第2 8 卷第1 期 2 0 1 1 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 .2 8N o .1 M a r .2 0 l l D O I 1 0 .3 9 6 3 /j .i s s n .1 0 0 1 - 4 8 7 X .2 0 1 1 .0 1 .0 2 4 大直径中深孔在桥梁爆破中的应用探讨 王守伟1 ,唐家明2 1 .重庆市公安局,重庆4 0 0 0 2 3 ;2 .重庆市万洲天城爆破公司,万洲4 0 1 1 4 7 摘要现阶段石拱桥、钢筋混凝土双曲拱桥,大多采用手风钻小直径炮孔爆破拆除。根据多座桥梁爆破 拆除工程实践,分析了大直径中深孔爆破拆除的可行性。得出了采用中深孔比常规小孔爆破法更安全、优 质、快速、经济。 关键词爆破拆除;大直径;中深孔;桥梁 中图分类号T U 7 4 6 .5 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 1 0 0 8 9 0 3 L a r g eB o r eD i a m e t e r - c h a r g ea n dM i d d l e d e e pH o l e E x p l o s i v eD e m o l i t i o nT e c h n o l o g yi nB r i d g e W A N GS h o u w e i l ,T A N GJ i a m i n 9 2 1 .C h o n g q i n gM u n i c i p a lP u b l i cS e c u r i t yB u r e a u ,C h o n g q i n g4 0 0 0 2 3 ,C h i n a ; 2 .C h o n g q i n gW a n z h o uT i a n c h e n gB l a s t i n gC o m p a n y ,W a n z h o u4 0 11 4 7 ,C h i n a A b s t r a c t A tt h i ss t a g e .t h es t o n ea r c hb r i d g ea n dt h e 他i n f o r c e dc o n c r e t ed o u b l e c u r v a t u r ea r c hb r i d g ea r em o s t . 1 yd e m o l i s h e db yd r i l l i n g 咖3 2 m mh o l e .A c c o r d i n gt ot h ee x p e r i e n c eo fm a n yb r i d g e sd e m o l i s h e d 。t h ef e a s i b i l i t yw i t h l a r g ed i a m e t e rm i d d e e ph o l eb l a s t i n gi sa n a l y z e d .I ti sr e s u l tt h a tt h em i d d e e ph o l eb l a s t i n gh a sm o r e e 1 1 3 u g e ,h i g h q u a l i t y ,r a p i d ,e c o n o m i c a lt h a nt r a d i t i o n a lm e t h o d s . K e yw o r d s e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ;l a r g eb o r ed i a m e t e r ;m i d .d e e ph o l e ;b r i d g e 目前,在国际国内的桥梁拆除爆破中引,一般 都使用咖3 2 ~5 0m m ,小直径浅孔爆破作业方法。 此方法由于受多种因素的限制有很多弊病第一、爆 破安全性差 搭架子,高空、贴水面作业 ;第二、由 于钻孔多,速度慢,施工时间较长 一般几天,十几 天,或几个月 ;第三、高桩、礅爆破拆除须多次重复 作业才能完成;第四、水下无法施工,望水心叹;五、 耗用爆破器材较多 特别是雷管,一般几百、几千发 甚至上万发 ;六、起爆网路较复杂,容易出现线路 故障,准爆无法保障;七、造价高昂,代价亦高 一般 一座大桥爆破拆除需上百万或几十万 。 收稿日期2 0 1 0 0 9 2 5 作者简介王守伟 1 9 6 8 一 ,男。重庆市公安局工程师,主要从事爆 破安全技术管理工作, E - m a i l w u j i n g u i l 9 8 5 1 2 6 .c o m 。 在2 0 0 8 年对三峡库区万州、开县的驸马、巴阳、 双凤、刘帅故理及长安大桥 如图1 进行大直径、中 深孔的实验性爆破,均取得良好效果。 1 爆破方案 这批桥梁爆破作业时都有一个共同点炮孑L 直 径咖 1 2 0m m ,炮孔深度L 0 .8 1 2m ;在各个桥 的各跨拱顶打3 排炮孔 浅孔 L 0 .8 1 .2m ,在 各个桥的各拱基柱 距桥台最近处 打1 排中深孔 L 3 .0 7 .0m ,多跨拱在各中主礅各打l 排中深孔 L 9 .0 1 3 .0m ,用毫秒电雷管一次性加强定向抛 掷起爆。 2 爆破参数 以刘帅故理大桥为例刘帅故里大桥建于1 9 9 0 万方数据 爆破2 0 1 1 年3 月 年代,是开县赵家到刘帅故里的咽喉要道,属赵家镇 的标致性建筑,为三垮石礅石拱大桥,该桥全长 1 4 6n l ,垮度5 0m ,桥面宽1 2 .0m 车行道7 .0m ,两 边人行道2 .5m ,拱厚0 .9m ,拱上混凝土及垫层 0 .6m ;左中礅高1 2n l ,基礅宽91 1 1 ,高3m ,厚 2 .5m ,右中礅高1 0m ,宽9m ,高2m ,厚2 .5m ,拱 顶最大净高1 1i n 。左礅水面仍然淹没在基礅1 .0m 处,估计爆破工程量约62 0 0n 1 3 。 图1 典型中深孔爆破拆除桥梁 被爆体位于浦里河中,属三期水位拆除物,位于 1 7 5I l l 水位线上,下游8 0 0m 处已复建此桥,上游 5 0m 处正准备修工业园区垮河大桥,周围5 0 0m 范 围无任何永久重要构建筑,交通极为便利,大型风动 设备可直抵施工现场,因而本工程施工的最大难度, 是有1 1I l l 高的基礅的爆破作业。 采用大直径 西 1 2 0m m 炮孔,炸桥礅及拱、 基部分,使横梁自然塌坍解体的爆破方式。爆破时 采用微差多段、分段的装药方式进行分步、多处爆 破,使之结构失稳产生破坏。 2 .1 机械钻孔 用1 台R H V 7 5 0 英格索兰空压机带1 台C M 3 5 1 潜 孔钻孔机械打孔,孑L 径西 1 2 0m ,孔深1 .2 ~1 11 1 1 。 2 .2 爆破参数的选择 由于现场无竣工图,根据经验估计石料强度较大, 我们采用超常规、高强度爆破,炮孔直径西 1 2 0m i l l , 深度根据拱、肋、礅的有效高度布置炮孑L 的深度,每个 拱、拱基、暾的要害处打1 3 排钻孔。 根据经验及工程类比,我们确定3 个拱爆破缺 口为2 .5 倍拱厚,即大于2 .2 5m ,取2 .4m ,因而打 3 排孑L ,排距l ,2m ,2 个礅中间各打1 排孔,强化装 药,抛掷爆破,拱基1 排断裂孔。 拱顶、拱基炮孔深度L 0 .6 5 H 0 .6 0m ;最小 抵抗线W 0 .3 5 H 0 .3 0m ;炮孔排距b 1 .2m ;炮 孔间距口 1 .0 ~1 .5 b 1 .2 1 .8 m ,综合桥宽 取a 1 .4m 。 其炮孔参数参数见表l 所示。 表1 炮孔布置参数表 2 .3 装药量 炸药单耗g O .4k g /m 3 1 拱顶、拱基单孔药量按下式计算[ 4 ] G g a b 日K ’ 1 式中g 为炸药单耗,k g /m 3 ;口为炮孔间距,m ;b 为 炮孔排距,m ;H 为炮孔深度,I n ;K ’为药量修正系数。 将各系数值代人公式得 G 0 .4X1 .4X1 .2X0 .9X1 .8 1 .0 8 9k g 为了便于施工、计数,取G 1 .0 5k g 。 2 礅单孔药量 炮孔深度L 左 1 1 .0i n ,L 右 1 0 .0m ,最小抵 抗线W 0 .5 D 0 .7 5I l l ,炮孔间距1 7 , 1 .8I l l 。 礅单孔药量公式 G g o D H K 7 r ’ 2 式中D 为礅宽,i n ;日为礅高;m ;∥为抛掷系数1 .6 。 G 0 .4X1 .8 1 .5x 3 .0 x 2 .0 1 .6 1 0 .3 7k g 为了便于施工、计数,取G 1 0 .5k g 。 装药参数见表2 。 万方数据 第2 8 卷第l 期 王守伟,唐家明 大直径中深孑L 在桥梁爆破中的应用探讨 9 1 表2 装药参数表 2 .4 装药方式 连续柱状中间装药,采用乳化条装;普通毫秒微 差电雷管、串并联网路起爆黄泥堵塞。 3 爆破结果分析 通过以上5 座桥梁的实验性爆破作业,认为由 于爆破技术的发展,大型钻孔机械 A T L S 、E N G - S U O N A 空压机,C M 3 5 1 、C L G 3 6 1 钻机 的应用,在各 种岩层中 无论水上、水下 ,进行高精度深孔作业 已毫无疑问,通过桥面钻孔,能够将药包布置在各个 “受力支点”,因而大直径炮孔是目前能安全、优质、 快速、经济爆破的唯一有效方法。 1 快捷常规爆破必须从下到上在河床 甚至 水下 ,在各个打孔处搭脚手架,打好眼后将药装 好,然后拆脚手架 其间还必须注意起爆网路 。一 般此项工作要数天,甚至数月,往往最高点 拱顶 还无法施工,即使施工也是向上打孔,难度极大;打 孔,撤设备又是数天至数月。大直径中深孔从设备 准备到成孔无论多大的桥1 2d 完成,打孑L 在桥 面,如履平地 以上5 座桥施工工期如表3 ;装药完 全在桥面,垂直孔装药、填塞快 包括长安大桥6m 水下爆破 。 表3 各座桥梁爆破施工工期表 2 安全打孔、装药全在桥面上进行,无须安全 防护,无须搭防护架、防护网,更不须安全梯等;当然 打孔精度要求高,一般为拱厚2 /3 ,侧面抵抗线为最 小抵抗线的3 ~4 倍,加强抛掷飞石向桥下河床或水 面,深孔主礅垂直度要求高 一般不超过1 0c m 最 小抵抗线在桥面中心线方向,侧面抵抗线为最小抵 抗线的1 ~2 倍,爆破时桥面及桥体2 0m 范围内无 任何飞石。 3 高效常规爆破作业,高桥礅须打水平孔,成 孔慢,或2 ~3 再炸柱礅多次循环作业;深孔在桥面 一次快速到位,采取措施水下爆破部分亦无问题 长安大桥进行水下6m 爆破作业 。 4 爆破器材用量小此方法仅将各个桥的主雾 受力点作爆破作业区 拱柱、基 ,重点突破,不作无 用工,炸材用量少 如下表 ,笔者查阅有关资料,同 类有的桥梁用雷管几千上万发,炸药几百公斤至几 吨,此方法再大的桥不超过1t 药量;各桥梁爆破用 药量表见表4 。 5 起爆网路简单此方法由于用雷管少,在桥 面上进行常规爆破作业操作,用串并联可解决问题, 网络简单,易检查。 6 爆破成本低廉此方法用爆破器材少,安全 防护费低,不需特殊材料,辅助时间短,辅助费用低, 一般一座桥只需几万,几十万可完成。 下转第1 0 6 页 万方数据 爆破2 0 1 1 年3 ’月 一响顺势延时起爆,相邻两孑L 起爆间隔时间3 船。 3 受奥瑞凯地表雷管延期时间限制,排间延期 时间与传统1 1 0 璐左右相比有一定差距,选用电子 雷管后对排间延期时间进行优化。 4 根据施工过程中的补孔及孔间距变化适当 调整个别炮孔的延期间隔时间。 4 工程应用 4 .1 工程概况 浙江半岛船业有限公司船坞围堰位于舟山市大 王脚板岛,由3 万吨级船坞围堰和5 万吨级船坞围 堰两部分连接而成,全长1 2 1n l ;围堰由钢筋混凝土 挡墙及岩坎构成,岩坎主要为凝灰岩和砾岩。围堰 北面临海,南面为正在建设的钢筋混凝土结构船坞, 3 万吨级船坞围堰西侧与坞体结构距离极近,最近 距离3m ,总拆除工程量2 90 0 0m 3 。 4 .2 爆破效果 围堰爆破施工共钻孔7 3 2 个,其中深孔2 9 8 个, 累计钻孔延米48 7 9m ;安全防护用轮胎2 4 0 只、竹 笆33 0 0 片、毛竹l3 0 0 根、沙袋75 0 0 只;该工程采 用在围堰内侧钻缓倾斜孔方案、中间开口逐孔起爆 的爆破网路,共用炸药2 1t 、电子雷管l0 5 2 发。爆 后经检查,爆破效果完全达到设计和施工技术要求, 爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波及涌浪未对周围设 施造成任何损坏。 5 电子雷管优化改进 通过本次工程实践,电子雷管在船坞围堰爆破 设计中可以从以下几个方面进行优化 1 雷管脚线耐磨性能需进一步加强。在装药 过程中,对雷管的脚线破损情况进行了检测,发现有 雷管发生短路,甚至有个别炮孔3 发雷管全部短路。 2 铱钵表及起爆器等软件系统还需进一步完 善。在支路及整个网路检测过程中出现过原本完好 的雷管检测不到的情况、多次检测结果并不完全一 致及甚至有时整个支路检测不到的情况,为确保电 子雷管起爆系统的可靠性,整个起爆系统软件还有 待进一步完善。 3 优化爆破参数的可能性。电子雷管起爆系 统是对传统起爆系统的一个变革,基于该新起爆系 统传统爆破参数有可能进行优化,其优化爆破参数 设计内容及方向值得同行业进行探讨。 4 干扰减振的可行性。电子雷管实现了延期 时间设置的随意性是实现干扰减振的前提条件,可 以根据爆破方式、地形地质条件、保护对象与爆破空 间位置等因素经过多次爆破找出爆破地震波传播规 律,通过设置合理的延期时间,实现波峰与波谷的叠 加,进而实现干扰减振。 5 提出电子雷管起爆网路的设计原则及设计 程序。以确保爆破效果最好为基础、爆破危害最小 为前提,制定电子雷管爆破网路设计原则及设计程 序,使爆破网路设计工作有据可依、爆破网路设计按 步骤有序进行。 6 开发电子雷管起爆网路设计软件及网路模 拟。变当前基于人工的爆破网路设计为基于计算机 的爆破网路设计,这样大大提高爆破网路的设计效 率及爆破前网路起爆的可视性。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 颜景龙.铱钵起爆系统的安全性分析与试用[ J ] .工程 爆破,2 0 0 8 ,1 4 2 7 0 - 7 2 . [ 2 ] 刘殿中,杨仕春.工程爆破实用手册[ M ] .北京冶金 工业出版社,1 9 9 5 . [ 3 ]冯叔瑜.城市控制爆破[ M ] .北京中国铁道出版社,1 9 9 6 . 上接第9 1 页 表4 各桥梁爆破用药量表 件、安全程度、施工工期、爆破成本上都优于完全采 用小直径炮孔爆破拆除方法。 [ 2 ] 4 结语 [ 3 ] 通过5 座桥梁中深孔爆破拆除实践表明,采用 这种炮孔形式对桥梁拆除是完全可行的。其施工条 E 4 ] 参考文献 R e f e r e n c e s 程康,孙亚飞,李潮雄,等.复杂环境下钢筋混凝土 双曲拱桥爆破拆除[ J ] .爆破,2 0 0 8 ,2 5 3 7 1 .7 3 . 雷振,李彬,池恩安.钢筋混凝土双曲拱大桥深孔 爆破拆除技术[ J ] .爆破,2 0 0 8 ,2 5 3 7 4 - 7 7 . 曹跃,庞端根,杨昌生,等.大型石拱桥坍塌爆破拆 除[ J ] .爆破,2 0 0 5 ,2 2 3 6 1 .6 5 . 谭雪刚,年鑫哲,贺五一,等.大孔径装药技术在高层建筑 物爆破拆除的应用探讨[ J ] .爆破,2 0 1 0 ,2 7 3 5 1 - 5 3 . 万方数据